Finalität (Blockchain)

Was ist Finalität?

Finalität im Zusammenhang mit Blockchain bezieht sich auf den Punkt, an dem eine Transaktion oder ein Dateneintrag unumkehrbar und unveränderbar wird.

Einfach ausgedrückt: Sie wird zur Messung der erforderlichen Wartezeit für die Gewährleistung der Unumkehrbarkeit und Unveränderbarkeit von Kryptowährungstransaktionen auf der Blockchain verwendet.

Die auf einer Blockchain durchgeführten Transaktionen sind von Natur aus nicht umkehrbar und werden oft als unveränderbar (engl. immutable) bezeichnet.

Die meisten Blockchain-Protokolle bieten jedoch nur einen vorläufigen Grad der Finalität von Transaktionen.

Das bedeutet, dass Transaktionen nicht sofort als endgültig angesehen werden; ihr Grad der Finalität nimmt zu, je mehr Blöcke bestätigt werden.

Die Finalitätsrate einer Blockchain ist eng mit ihrer Latenz verbunden, die die Zeit bis zur Bestätigung einer Transaktion misst. Daher ist die Minimierung der Latenzzeit entscheidend für die Entwicklung eines effizienten Zahlungssystems.

Warum ist Finalität wichtig?

Finalität ist von größter Bedeutung und spielt eine zentrale Rolle bei der Gewährleistung der Stabilität und Zuverlässigkeit digitaler Finanzsysteme.

Sie steht für die unumkehrbare Bestätigung von Transaktionen und bietet die Gewissheit, dass eine Transaktion, sobald sie in der Blockchain aufgezeichnet wurde, unveränderlich und unwiderruflich ist.

Dies hat mehrere entscheidende Folgen:

• Finalität erhöht die Sicherheit. Sie schützt die Nutzer vor Doppelausgaben und Betrug, da Transaktionen dauerhaft versiegelt werden. Sie schafft Vertrauen in das System und ermutigt eine breitere Akzeptanz von Kryptowährungen und Investitionen.
• Finalität strafft den Abwicklungsprozess und verkürzt die Transaktionszeiten und -kosten. An herkömmlichen Finanzsystemen sind häufig Vermittler beteiligt, was zu Verzögerungen und zusätzlichen Ausgaben führt. Kryptowährungen mit ihrer Finalitätsfunktion ermöglichen effiziente Peer-to-Peer-Transaktionen.
• Finalität fördert Transparenz und Unveränderlichkeit, die zu den wichtigsten Grundsätzen der Blockchain-Technologie gehören. Sie gewährleistet, dass das Hauptbuch unverändert und vertrauenswürdig bleibt.
• Angesichts der Volatilität von Kryptowährungen spielt Finalität eine zentrale Rolle bei der Verbesserung der Sicherheit und Verlässlichkeit von digitalen Vermögenswerten und stärkt damit ihr Potenzial, die Finanzbranche zu revolutionieren.

Arten von Finalität bei Blockchain

Im Blockchain-Bereich gibt es verschiedene Arten von Finalität, die jeweils einen unterschiedlichen Grad an Sicherheit und Unumkehrbarkeit in Bezug auf Transaktionen und Blöcke bezeichnen.

Zu den wichtigsten Kategorien der Finalität von Blockchains gehören:

• Probabilistische Finalität;
• Wirtschaftliche Finalität;
• Unmittelbare Finalität;
• Absolute Finalität.

Probabilistische Finalität

Die meisten öffentlichen Blockchains, wie Bitcoin und Ethereum, weisen eine probabilistische Finalität auf. In diesen Netzwerken wird die Endgültigkeit durch Konsensmechanismen wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS) erreicht.

Dieser Konsens ist jedoch probabilistisch, d.h. es besteht theoretisch immer die Möglichkeit, dass eine Transaktion in einem als „Chain-Reorganisation“ bekannten Prozess rückgängig gemacht wird.

Während die probabilistische Finalität für viele Anwendungen geeignet ist, birgt sie für andere eventuell Risiken.

Wirtschaftliche Finalität

Dieses Konzept wird häufig mit PoS-Systemen in Verbindung gebracht. Eine Transaktion erlangt wirtschaftliche Finalität, wenn jeder Versuch, sie rückgängig zu machen, finanziell nicht mehr durchführbar ist.

PoS-Validatoren oder -Knoten sind verpflichtet, eine bestimmte Menge an Kryptowährung als Sicherheit zu hinterlegen.

Die Genehmigung betrügerischer Transaktionen gefährdet ihre Sicherheiten, wodurch böswillige Handlungen wirtschaftlich unpraktisch werden.

Unmittelbare Finalität

Dies ist bei privaten oder genehmigten Blockchains durchaus üblich.

Bei diesen Systemen bestätigt und überprüft eine vertrauenswürdige Gruppe von Validatoren oder Knotenpunkten schnell Transaktionen und stellt sicher, dass ein einmal hinzugefügter Block nicht mehr rückgängig gemacht werden kann.

Unmittelbare Finalität ist von großer Bedeutung für Anwendungen, die höchste Sicherheit und schnelle Abwicklung erfordern, wie Finanzsysteme und Lieferkettenmanagement.

So ist das Ripple-Netzwerk beispielsweise für seine nahezu sofortige Finalität bekannt, die sicherstellt, dass jede im Hauptbuch aufgezeichnete Transaktion bestätigt und unumkehrbar ist.

Absolute Finalität

Dies ist die höchste Stufe der Finalität. Blockchains wie die Hedera Hashgraph behaupten, absolute Finalität zu bieten.

Bei diesen Systemen sind die Konsensalgorithmen so konzipiert, dass eine Transaktion, sobald sie in das Hauptbuch aufgenommen wurde, unveränderlich und unumkehrbar ist, ohne die Möglichkeit von Forks oder Stornierungen.

4 Mechanismen für Finalität von Blockchain

In diesem Abschnitt werden die für die Finalität von Blockchain verantwortlichen Mechanismen näher beleuchtet.

Proof of Work (PoW): der ursprüngliche Mechanismus der Finalität

Bitcoin, die erste Kryptowährung, führte PoW als Konsensmechanismus ein. PoW stützt sich auf Miner, die komplexe mathematische Rätsel lösen, Transaktionen validieren und sie der Blockchain hinzufügen.

Löst ein Miner das Rätsel erfolgreich, wird die Lösung an das Netzwerk übermittelt. Der Block wird sofort zur Blockchain hinzugefügt, wenn die meisten Knoten einen Konsens erreichen.

Die Finalität von PoW ergibt sich aus der für die Lösung dieser Rätsel erforderlichen Rechenleistung.

Je mehr Blöcke der Kette hinzugefügt werden, desto unwahrscheinlicher wird es für einen Angreifer, Transaktionen rückgängig zu machen.

PoW ist jedoch energieintensiv und nicht für alle Blockchain-Anwendungen geeignet.

Proof of Stake (PoS): umweltfreundliche Finalität

Proof of Stake, das von Kryptowährungen wie Ethereum 2.0 und Cardano übernommen wurde, ist ein energieeffizienterer Konsensmechanismus.

Bei PoS werden die Validatoren (gleichbedeutend mit Minern bei PoW) für die Erstellung neuer Blöcke und die Bestätigung von Transaktionen auf der Grundlage der Anzahl von Coins ausgewählt, die sie als Sicherheit „staken“.

Finalität bei PoS ergibt sich aus dem wirtschaftlichen Anreiz für Validatoren, sich ehrlich zu verhalten. Versucht ein Validator, die Blockchain zu manipulieren, riskiert er, sein gestaktes Vermögen zu verlieren.

Je mehr Validatoren einem Block zustimmen, desto höher ist seine Finalität und desto sicherer ist die Blockchain gegen mögliche Angriffe.

Delegated Proof of Stake (DPoS): Community-gesteuerte Finalität

Delegated Proof of Stake (DPoS) ist eine Variante des PoS, die von Blockchains wie EOS und TRON verwendet wird.

Bei DPoS wählen die Token-Inhaber einige Delegierte, die für die Validierung von Transaktionen und die Erstellung neuer Blöcke verantwortlich sind.

DPoS führt ein soziales Element in die Finalität ein, da die Community Delegierte bestimmt und ihnen die Macht gibt, die Blockchain zu pflegen.

Die Finalität wird durch das Ansehen der Delegierten und die kollektive Entscheidung der Token-Inhaber erreicht.

Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT): Finalität auf Business-Niveau

Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) ist ein beliebter Konsensmechanismus im Blockchain-Bereich für Unternehmen, wo Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von größter Bedeutung sind.

Netzwerke wie Hyperledger Fabric und Ripple verlassen sich auf PBFT.

PBFT ist für Hochleistungs-Blockchains konzipiert. Dabei wird die Finalität durch eine Methode erreicht, bei der die Knoten kommunizieren und einen Konsens über die genaue Reihenfolge der Transaktionen erzielen.

Die Transaktion gilt als endgültig, wenn eine erforderliche Anzahl von Knoten zustimmt.

Fazit

Bei Finalität handelt es sich um ein grundlegendes Konzept, das das Vertrauen und die Sicherheit der Blockchain-Technologie untermauert.

Die Konsensmechanismen in Verbindung mit der Unveränderlichkeit der einmal aufgezeichneten Daten bilden eine solide Basis für Anwendungen, die von Kryptowährungen bis zum Lieferkettenmanagement reichen.

Im Zuge der Weiterentwicklung der Blockchain-Technologie wird es entscheidend sein, das richtige Gleichgewicht zwischen Sicherheit, Geschwindigkeit und Anpassungsfähigkeit als Voraussetzung für die Ausschöpfung ihres vollen Potenzials zu finden.

Der Weg zu einer breiteren Akzeptanz und Innovation im Bereich der Blockchain ist eng mit dem Streben nach Finalität verknüpft, da sie in unserer digitalen Zukunft immer mehr eine zentrale Rolle spielt.